스트레인지릿

Strangelet

strangelet(/strendndʒ.ltt/로 발음됨)은 위, 아래 및 기묘한 쿼크의 수가 거의 동일한 결합 상태로 구성된 가상의 입자입니다.이와 동등한 설명은 이상한 물질의 작은 조각으로, 입자로 여겨질 만큼 작다는 것이다.이상한 물질로 구성된 물체의 크기는 이론적으로 (빛 핵의 질량을 가진) 몇 펨토미터에서 임의로 클 수 있습니다.일단 크기가 거시적으로 변하면(지름 미터 정도), 이러한 물체를 보통 이상한 별이라고 부릅니다."이상한"이라는 용어는 1984년 에드워드 파르히와 로버트 재페에서 유래했습니다.기묘한 것들은 [1]접촉하면 이상한 물질로 바뀔 수 있다.암흑 물질 [2]후보로는 기묘한 것들이 제시되어 왔다.

이론적 가능성

기묘한 물질 가설

이상한 쿼크를 가진 알려진 입자는 불안정하다.이 이상한 쿼크는 위아래 쿼크보다 무겁기 때문에 약한 상호작용을 통해 자연스럽게 위 쿼크로 붕괴될 수 있습니다.그 결과 람다 입자와 같은 이상한 쿼크를 포함하는 입자는 위아래 쿼크만 포함하는 가벼운 입자로 분해됨으로써 항상 이상함을 잃습니다.

그러나 쿼크 수가 많은 응축 상태에서는 이러한 불안정성이 발생하지 않을 수 있습니다.부패에 대한 가능한 안정성은 아놀드 보드머와[3] 에드워드 [4]위튼이 따로 제안한 "이상한 물질 가설"이다.이 가설에 따르면, 충분한 수의 쿼크가 함께 집중될 때, 가장 낮은 에너지 상태는 대략 같은 수의 위, 아래, 그리고 이상한 쿼크, 즉 기묘한 쿼크를 가진 것입니다.이러한 안정성은 파울리 배제 원리로 인해 발생할 수 있다. 즉, 일반적인 핵물질에서처럼 두 가지가 아닌 세 가지 종류의 쿼크가 있으면 더 많은 쿼크를 낮은 에너지 수준으로 배치할 수 있다.

핵과의 관계

핵은 세쌍둥이(중성자와 양성자)로 제한되는 많은 수의 업 및 다운 쿼크의 집합입니다.기묘한 물질 가설에 따르면 기묘한 것은 핵보다 안정적이기 때문에 핵은 기묘한 것으로 붕괴될 것으로 예상된다.하지만 이 과정은 극복해야 할 큰 에너지 장벽이 있기 때문에 매우 느릴 수 있습니다: 약한 상호작용이 핵을 기묘한 핵으로 만들기 시작하면서 처음 몇 개의 기묘한 쿼크가 람다와 같이 무거운 기묘한 중입자를 형성합니다.많은 변환이 거의 동시에 발생하는 경우에만 이상한 쿼크의 수가 낮은 에너지 상태를 달성하는 데 필요한 임계 비율에 도달합니다.이것은 일어날 가능성이 매우 낮기 때문에, 이상한 물질 가설이 맞더라도, 핵은 우주의 [5]나이보다 수명이 더 길기 때문에 이상한 물질로 부패하는 것으로 보이지 않을 것이다.

크기

괴짜의 안정성은 크기에 따라 달라집니다.이것은 (a) 쿼크 물질과 진공 사이의 계면에서의 표면 장력(큰 것 보다 작은 이상한 것에 더 영향을 준다), 그리고 (b) 작은 이상한 것이 그들 주변의 전자/양성자의 중화 구름과 함께 충전되도록 하지만, 큰 물질의 조각과 같이 큰 이상한 것이 필요하기 때문이다.전기적으로 중립적인 장소입니다.전하 스크리닝 거리는 몇 펨토미터 정도인 경향이 있기 때문에, 낯선 사람의 외부 몇 펨토미터만이 [6]전하를 운반할 수 있습니다.

이상한 물질의 표면 장력은 알려지지 않았다.임계치(평방 펨토미터당[7] 몇 MeV)보다 작으면 큰 기묘한 존재는 불안정하고 작은 기묘한 존재로 분열하는 경향이 있습니다(이상한 별은 여전히 중력에 의해 안정화됩니다).임계치보다 크면 이상형은 커질수록 안정적입니다.

자연발생 또는 인공발생

비록 핵이 기묘한 존재로 부패하지는 않지만, 기묘한 존재들을 만드는 다른 방법들이 있기 때문에, 만약 기묘한 물질 가설이 맞다면 우주에 기묘한 존재들이 존재해야 한다.자연에서는 적어도 3가지 방법이 있습니다.

  • 우주론적으로, 즉 QCD 구속 단계 전환이 일어난 초기 우주에서.기묘한 것들은 보통의 물질을 형성하는 중성자와 양성자와 함께 만들어졌을 가능성이 있다.
  • 고에너지 프로세스우주는 매우 높은 에너지 입자들로 가득합니다.이것들이 서로 충돌하거나 중성자별과 충돌할 때 에너지 장벽을 극복하고 핵물질로부터 기묘한 물질을 생성하기에 충분한 에너지를 제공할 수 있다.프라이스호처럼 전하[clarification needed] 대 질량 비율이 매우 낮은 이국적인 우주 광선 사건도 이미 기묘한 [8]현상을 기록했을 수 있습니다.
  • 우주선이 충돌합니다.우주선의 정면 충돌 외에도, 지구의 대기에 영향을 미치는 초고에너지 우주선은 기묘한 것들을 만들어 낼 수 있다.

이러한 시나리오는 이상한 것을 관찰할 수 있는 가능성을 제공합니다.만약 우주 주위를 날아다니는 기묘한 것들이 있다면, 가끔 기묘한 것들이 지구를 강타할 것이고, 그곳에서 그것은 이국적인 형태의 우주 광선으로 보일 것이다.만약 기묘한 물체가 고에너지 충돌에서 생성될 수 있다면, 그것들은 중이온 충돌기에서 생성될 수 있다.

액셀러레이터 생산

상대론적 중이온 가속기 (RHIC)와 같은 중이온 가속기에서 원자핵은 상대론적 속도로 충돌하여 이상하고 반원거리 쿼크를 생성하게 되는데, 이는 아마도 기묘한 소립자를 생성하게 할 수 있다.기묘한 존재의 실험적인 특징은 전하 대비 질량의 비율이 매우 높기 때문에 자기장에서의 궤적은 매우 가깝지만 직선적이지는 않다는 것입니다.STAR 콜라보레이션은 RHIC에서 [9]생산된 기묘한 것들을 찾아봤지만 아무것도 발견되지 않았다.LHC(Large Hadron Collider)는 [10]기묘체를 생성할 가능성은 더 낮지만 LHC ALICE 검출기에 대한 검색이 계획되어[11] 있습니다.

공간 기반 검출

국제우주정거장에 장착된 기구인 알파 자기분광계(AMS)는 기묘한 [12]것들을 탐지할 수 있었다.

지진 감지 가능성

2002년 5월, Southern Methiron University의 한 연구진은 이상한 동물이 1993년 [13]10월 22일과 11월 24일에 기록된 지진 사건에 책임이 있을 가능성을 보고했다.저자들은 나중에 [14]관련 기간 동안 지진 관측소 중 하나의 시계가 큰 오류를 보인 것을 발견하고 그들의 주장을 철회했다.

발효 후 포괄적 핵실험 금지 조약(CTBT)을 검증하기 위해 설치되는 국제 감시 시스템은 지구 전체를 검출기로 사용하는 일종의 "이상한 관측소"로서 유용할 수 있다는 의견이 제시되었다.IMS는 TNT(4.2TJ) 에너지 방출의 1킬로톤 이하에서 비정상적인 지진 장애를 감지하도록 설계되며, 적절히 이용될 경우 지구를 통과하는 기묘한 것들을 실시간으로 추적할 수 있을 것이다.

태양계 본체에 미치는 영향

행성 아래(즉, 무거운 운석) 질량의 기묘한 것들이 행성과 다른 태양계 물체에 구멍을 내면서 특징적인 [15]특징을 보이는 충돌구로 이어질 것이라는 주장이 제기되어 왔다.

위험들

기묘한 물질의 가설이 옳고, 앞에서 말한 임계치보다 표면 장력이 큰 안정된 음전하 기묘한 것이 존재한다면, 작은 기묘한 것보다 큰 기묘한 것이 더 안정적일 것이다.그 생각에서 비롯된 한 가지 추측은 평범한 물질 덩어리와 접촉하는 이상한 것이 평범한 물질을 이상한 [16][17]물질로 바꿀 수 있다는 것이다.

지구로부터 멀리 떨어진 곳에서 생성되고 대부분의 모델에 의해 양전하를 띠게 될 것으로 예측되는 지면 상태로 붕괴될 시간이 있기 때문에 우주선의 기묘한 존재에 대한 우려는 아니다. 따라서 기묘한 존재는 원자핵에 의해 정전적으로 격퇴되고 거의 [18][19]융합되지 않을 것이다.반면, 높은 에너지 충돌은 음전하를 띤 기묘한 상태를 만들어 낼 수 있으며, 이는 일반 [20]물질의 핵과 상호작용할 수 있을 만큼 충분히 오래 살 수 있다.

중이온 충돌기에서 발생하는 기묘한 변환의 위험성은 언론의 [21][22]주목을 받았고, 브룩헤이븐의 RHIC 실험 시작 시 이러한 유형의 우려가 제기되었는데[16][23], 이는 잠재적으로 기묘한 것을 만들었을 수 있다.상세한[17] 분석 결과 RHIC 충돌은 우주선이 태양계를 통과할 때 자연적으로 발생하는 충돌과 비슷하기 때문에 가능하다면 이미 이러한 재앙을 목격했을 것이다.RHIC는 2000년부터 아무 사고 없이 운영되고 있다.CERN의[24] LHC 운영에 대해서도 비슷한 우려가 제기되었지만 [24][25][26]과학자들에 의해 그러한 우려는 억지라고 일축되었다.

중성자별의 경우 변환 시나리오가 훨씬 더 타당해 보인다.중성자별은 어떤 의미에서 중력에 의해 함께 유지되는 거대한 핵(지름 20km)이지만, 전기적으로 중립적이기 때문에 기묘한 것을 정전기적으로 밀어내지 않는다.만약 이상한 물체가 중성자별에 충돌한다면, 처음에는 그것의 작은 영역만 변환시킬 것이지만, 그 영역은 자라서 결국 별 전체를 소비하면서 이상한 [27]별을 만들어 낼 것이다.

이상한 물질 가설에 대한 토론

그 기이한 물질 가설은 증명되지 않은 채로 남아 있다.우주광선이나 입자 가속기에서 기묘한 것을 직접 찾아본 적이 없다.[citation needed]중성자별과 같은 물체가 이상한 물질로 만들어진 표면을 가지고 있다는 것을 보여줄 수 있다면, 이것은 이상한 물질이 0 압력에서 안정적이라는 것을 나타낼 것이고, 이것은 이상한 물질 가설을 정당화 할 것이다.그러나 중성자별의 이상한 물질 표면에 대한 강력한 증거는 없다.

가설에 반대하는 또 다른 주장은 만약 그것이 사실이라면, 기본적으로 모든 중성자별은 이상한 물질로 만들어져야 하고, 그렇지 않으면 아무것도 [28]만들어지지 않아야 한다는 것이다.비록 처음에는 몇 개의 이상한 별들이 존재했을지라도, 충돌과 같은 격렬한 사건들은 곧 우주를 날아다니는 많은 이상한 물질의 파편들을 만들어 낼 것이다.하나의 기묘한 물질과 충돌하면 중성자별이 이상한 물질로 바뀌기 때문에, 가장 최근에 형성된 중성자별들 중 몇 개를 제외한 모든 것이 이미 이상한 물질로 바뀌었을 것이다.

이 주장은 여전히 [29][30][31][32]논의되고 있지만, 만약 그것이 맞다면, 오래된 중성자별 한 개가 전통적인 핵물질 지각이 있다는 것을 보여주는 것은 이상한 물질 가설을 반증할 것이다.

이상한 물질 가설에 대한 그것의 중요성 때문에 중성자별의 표면이 이상한 물질로 만들어졌는지 아니면 핵 물질로 만들어졌는지를 결정하기 위한 지속적인 노력이 있다.그 증거는 현재 핵물질에 유리하다.이는 핵물질 [33]지각의 관점에서 잘 설명되는 X선 폭발의 현상학 및 마그네타의 [34]지진 진동 측정에서 비롯된다.

픽션에서

  • 오디세이 5의 한 에피소드는 입자 [35]가속기에 의도적으로 음전하를 띤 기묘한 것들을 만들어냄으로써 행성을 파괴하려는 시도를 특징으로 한다.
  • BBC 다큐멘터리 드라마 종말날은 뉴욕시의 입자 가속기가 폭발하여 기묘한 것을 만들어 내고 지구를 파괴하는 비극적인 연쇄 반응을 시작하는 시나리오를 특징으로 한다.
  • 로버트 L.의 마법과 구별할 수 없는 컬렉션에서 가장 이상한 이야기. 포워드는 입자 가속기에서 이상한 것을 만드는 것을 다룬다.
  • 2010년에 출판되어 더글라스 프레스톤에 의해 쓰여진 임팩트는 기묘한 것을 만들어내는 외계 기계를 다루고 있다.이 기계의 기묘한 것들은 지구와 달에 충격을 주고 통과한다.
  • 2011년에 출판되고 스티브 알튼이 그의 도메인 3부작 중 세 번째이자 마지막 부분으로 쓴 소설 포보스는 LHC에서 의도치 않게 이상한 것들이 만들어지고 거기서 탈출하여 지구를 파괴하는 가상의 이야기를 보여준다.
  • 1992년 도널드 E의 흑인 코미디 소설 인간. 화가 난 신은 지구를 쿼크별로 바꾸기 위해 입자 가속기에서 만들어진 기묘한 것을 이용하여 아마겟돈을 낳기 위해 천사를 지구로 보낸다.
  • 2010년 영화 '양자 아포칼립스'에서 기묘한 물체가 우주에서 지구로 다가온다.
  • 한누 라자니에미의 소설 양자 도둑과 나머지 3부작에서는 기묘한 것들이 대부분 무기로 사용되지만, 화성 지형을 만드는 초기 프로젝트에서는 포보스를 추가적인 "태양"으로 바꾸는 데 사용되었다.

「 」를 참조해 주세요.

추가 정보

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